六辊CVC冷轧机凸度控制能力分析及应用

 基于三维有限元建立了六辊CVC辊系模型,该模型耦合了CVC辊形曲线、辊间轧制力分布以及带钢的弹塑性变形和辊系弹性变形,通过迭代计算辊间轧制力及轧辊与轧件的弹塑性变形。通过实际轧制规程数据对比验证了模型的有效性,其模拟计算结果与实际数据的绝对误差在10 μm内,相对误差小于1%。采用该模型研究了板形控制机构如中间辊弯辊、中间辊窜辊和工作辊弯辊对带钢2次凸度和4次凸度的控制规律,并成功消除了生产现场宽薄带钢的边中复合浪缺陷。     

Deformation Uniformity of Cold-Rolled Q235 Steel Rebar by FEM in Bending and Rolling Processes

 An analytic model based on ANSYS/LS-DYNA has been developed on the cold rolling process for Q235 steel rebar with 12 mm in diameter. The elastic-plastic finite element method (FEM) and the cold deformation resistance model of Q235 steel were adopted in this model. Deformation uniformity of the final product has been analyzed using this model. The results indicate that the uniformity of the final product is obtained only as the centerline of the bending rolls is vertical to the centerline of the driven roll and parallel to the centerline of the drive roll in the whole rolling process. Besides, the number of the bending rolls must even realize the continuous bending and reverse bending process. Also, the number of the bending rolls must match the deformation degree of the workpiece in the cold rolling process. The validity of this finite element model was verified by the size and distribution of grains from the billet to the rebar in a practical cold rolling process.     

FEM Analysis of Rolling Pressure Along Strip Width in Cold Rolling Process

 Using 3 D elastic plastic FEM, the cold strip rolling process in a 4 high mill was simulated. The elastic deformation of rolls, the plastic deformation of the strip, and the pressure between the work roll and the backup roll were taken into account. The distribution of rolling pressure along the strip width was obtained. Based on the simulation results, the peak value of rolling pressure and the location of the peak were analyzed under different rolling conditions. The effects of the roll bending force and the strip width on the distribution of rolling pressure along the width direction were determined.     

D0.2mm直钨丝的研制与生产

对钨丝矫直的基本机理进行了探讨，指出钨丝矫直的过程实际为弹-塑性弯曲变形。采用本文的试验方法，可生产出满足特殊要求的矫直钨丝。     

铝合金管材6061自由弯曲成形工艺仿真及优化

金属管材是工业领域中结构承重、输送气体和液体的重要部件。自由弯管成形技术有助于实现管件生产的高精度、高性能、高效率和数字化，其精度控制理论和成形技术的研究具有重要的工业应用价值。本文选择直径 30 mm 壁厚 2.0 mm 的铝合金管材6061为仿真优化对象，通过相关基础实验获得材料的基本力学数据，用于仿真模型参数的表征。同时，结合管材压弯实验验证本构模型成形预测的有效性。在完成仿真模型表征和验证的基础上，对铝合金管材的自由弯曲成形过程进行仿真模拟，分析对比了影响自由弯曲成形的各工艺参数，确定了该工况下最优的移动模与管材间隙大小、摩擦系数和进给速度等。该研究有助于优化管材空间自由弯曲成形工艺，具有一定的工业应用价值。      

管材滚压剪切过程的数值模拟及实验研究

在ANSYS基础上开发了可以模拟管材滚压剪切过程的应用软件，利用单元死活技术对管材的切断问题进行了模拟。根据有限元计算结果分析了各种因素对切口金属流动的响影规律，通过实验验证了用有限元法进行管材滚压剪切过程模拟的可靠性和有效性，为确定合理的刀具和工艺参数提供了理论依据。     

有限元法在板材热轧中的应用

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法研究板材热轧过程．利用有限元理论建立了板材热轧模型;应用MSC／MARC软件进行计算,重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化、金属的流动、应力应变的变化趋势,以及轧制力的变化情况．计算结果与实际生产情况相吻合,同时表明有限元理论可以实现对板材热轧过程的数值模拟．     

基于差分进化算法的大棒材粗轧孔型系统优化

以南钢大棒材粗轧生产线为研究背景,以能耗最小和变形均匀为目标,采用差分进化算法对其粗轧工艺进行优化,并设计了相应的粗轧孔型系统。利用MSC.Marc有限元软件建立了粗轧工艺的三维弹塑性热力耦合有限元模型,通过现场试验数据验证了模型的正确性。同时对新工艺进行有限元模拟计算,并与现有工艺进行对比分析。结果表明:新工艺及孔型系统的道次变形均匀、中间坯尺寸精确,粗轧轧制总能耗降低了7.13%。     

棒材二辊矫直过程中的辊缝工艺参数

针对棒材实际矫直过程中辊缝不易确定的问题,采用大型非线性有限元软件建立棒材二辊矫直过程的三维弹塑性有限元模型,基于该模型研究了不同辊缝下矫直力、成品棒材残余应力、最大挠度和塑性变形深度的变化规律,综合分析提出合理的辊缝取值范围,并在实际生产中得到应用,减少了实际生产中辊缝调节所需时间.     

六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析

 为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力,采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

轧辊直径不等的非对称轧制条件下变形区内的变形分析

为了研究非对称轧制条件下变形区内金属的变形情况,采用三维大变形热-力耦合有限元法,分析了轧辊半径不等的非对称热轧板带变形区内轧件变形的情况,得到了在不同异径比条件下,变形区内应力、应变和应变能量密度的分布规律。结果表明：在非对称轧制条件下会产生不同于普通压缩变形的附加剪切变形,而且异径比越大,产生的附加剪切变形也越大。     

百米U75V钢轨矫直前冷却过程弯曲变形的有限元分析

通过研究百米钢轨冷却的边界条件,采用三维瞬态非线性有限元法计算分析了百米U75V平直钢轨矫直前冷却过程中的弯曲变形变化规律。结果表明,平直钢轨在冷却过程中的弯曲变形是一个循环反复的过程,但钢轨最终是弯向轨头的;在考虑钢轨与冷床摩擦作用的情况下,平直钢轨终冷后,其变形特点是中间平直、两端弯曲,端部弯曲范围约为18 m。     

带材翼缘长度及成型道次对简单断面型钢成型的影响

以弹塑性大变形有限元理论为基础,对槽钢成型过程作出合理简化,建立分析模型,利用MARC软件对槽钢辊弯成型进行了三维有限元数值模拟,分析得出带材翼缘长度及成型道次对槽钢成型的影响.     

Effects of Material Properties and Punch Tip Radius on Spring-Forward in 90° V Bending Processes

Bending process is one of the most significant fields of application of sheet metal die. Sheet metals are exposed to some spring-back or spring-forward depending on elastic deformation following bending process. S235JR (1.0038) materials having a thickness of 4 mm were bent with 90° punches having 5 different tip radiuses. The bending process was carried out by making the punch waited on the material for 30 s (30 s wait bending) and by removing the punch without waiting (direct bending). Specimens were prepared in three forms as non-heat-treated, normalized and tempered. At the same time, all experiments were performed at a deformation speed of 25 mm/min. As a result, it was determined that as punch tip radius increased, the amount of spring-forward decreased. Although normalizing process applied to specimens increased the amount of spring-forward, tempering process decreased it. The amount of spring-forward was decreased in 30 s wait bending process.     

七辊矫直机矫直工艺仿真

建立中厚板矫直过程中的三维有限元模型,把仿真得到的矫直力参数与实测值进行比较来验证模型的可靠性。对比了大变形矫直,小变形矫直和整体倾斜式矫直三种矫直工艺,研究了矫直倾角对矫直后平直度的影响,最终通过模拟仿真得到了整体矫直合理的压下量。     

基于有限元与神经网络的板形调控功效

 针对冷连轧机组中的6辊CVC轧机,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立仿真模型,对多种轧制条件下轧件的弹塑性变形和辊系的弹性变形进行了耦合计算,得到了6辊CVC冷轧机工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移的板形调控功效离散值。研究了不同轧制工艺参数、轧件参数和轧辊参数对各板形调节机构调控功效的影响规律,并得出相应的板形调控功效系数。以有限元计算结果为样本,利用BP神经网络强大的非线性映射功能,建立了板形调控功效的神经网络计算模型,为板形在线闭环控制模型提供高精度的板形调控功效,解决了有限元计算耗时长,难以满足在线控制要求的问题。     

四辊平整机辊系与带材耦合变形有限元分析

 采用大变形弹塑性有限元法将辊系弹性变形与带材弹塑性变形耦合在一起建立四辊平整机三维模型。研究了不同宽度和厚度下工作辊弯辊力对辊系变形、辊缝形状及轧件出口厚度的影响规律。计算结果对平整机设备设计和生产工艺制定具有实际参考价值。所建模型也为轧制过程离线分析提供了一种有力的手段。     

摩擦系数不等的非对称轧制条件下变形区内的变形分析

采用三维大变形热一力耦合有限元法分析了摩擦系数不等的非对称热轧板带变形区内轧件的变形情况，得到了不同摩擦系数条件下变形区内应力、应变和应变能量密度的分布规律。结果表明：在摩擦系数比不同的非对称轧制条件下，会产生不同于普通压缩变形的附加剪切变形，而且这种附加剪切变形为组织细化提供了有利条件。     

无缝钢管定减径过程的有限元模拟

利用非线性有限元分析软件MSC．Marc对无缝钢管连轧工艺中的定减径过程进行了有限元模拟,分析了变形过程中金属的流动、管子的变形以及轧制力的变化等规律,得到了定减径过程中应力与变形的分布与变化以及各个轧制道次和最终成品管的结构形状,并通过实验的结果验证了所建立的钢管定减径过程有限元分析模型的正确性。研究的结果为生产实际提供了有益的依据。     

弯辊对带钢板形影响的模拟研究

针对冷轧现场工艺设备条件,基于显式动力学弹塑性有限元法基本理论,应用ANSYS／LS—DYNA软件,建立了不同宽度的带钢冷轧弯辊力正弯模型,对带弯辊力的轧制过程进行了数值模拟分析。通过对模拟结果的对比分析,给出比较可信的弯辊力值。